水利工程勘察设计规范范文

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前言：

随着改革开放的进一步进行，我国国力不断强大，基础设施投入逐步增加，尤其水利建设资金年年增长。如何搞好水利工程建设管理，以最小的投入，发挥最大的效益，这就是摆在我们水利工作者面前亟待解决的问题，要想解决好这个问题，我认为要做好以下几个方面：

1、强化政府规划职能

各级政府应加大投入力度，组建专门的《水利规划》机构，严格界定《水利规划》工作内容、规划标准和工作深度，提高质量。将《水利规划》纳入地方政府法制化建设轨道。对《水利规划》进行补充、完善、修改要与国民经济五年计划同步进行。对《水利规划》中的建设规划项目，严格区分为常规建设规划项目和非常规建设规划项目，进行分类管理并根据建设规划项目的规模进行分级管理。

根据本行政区域内国民经济和社会发展需要，对常规建设规划项目（江河整治、农田灌溉、水产养殖、农村人畜饮水、水土保持、水利发电、水环境的保护、城市供水）制定长远规划，规划应具体明确工程的建设的必要性、建设任务、建设规模、建设工期、安全标准、针对流域或区域的环境影响评价、土地征用及移民搬迁计划、土石料场粗查、投资估算、经济评价。

在建设项目设计阶段对常规建设规划项目，取消对工程建设的必要性、建设任务、环境影响评价、经济评价等内容的审查。对工程建设规模、安全标准、土地征用及移民搬迁计划、投资估算等内容，行政审批部门对照《水利规划》中相对应的建设规划项目的结论和指标对拟建的具体工程建设项目进行审核，不再真对具体工程建设项目进行审批，以提高行政审批效率。

在工程建设规划中对不确定因素较大的非常规建设规划项目（采矿加工筛选、高耗水工业等用水大户），真对其水资源开发利用的具体工程项目，按流域或区域水资源的承载能力，按现有的审批程序严格管理。

《水利规划》应由本级人大常委会批准并备案，列出《水利规划》中建设规划项目的项目清单、项目基本情况或简介并编码上网公布，对《水利工程建设规划报告》的修改、补充、及调整必须遵守一定程序，为水利工程建设项目的计划管理工作夯实基础。

2、改革水利工程建设项目的计划管理

地方水行政主管部门必须根据中央和地方政府的投资规模，按本地区近期经济社会发展实际需要，分轻重缓急安排年度投资计划并上网公示，接受社会监督。中央政府和省级政府不应再安排和审查人畜饮水安全、中小型水库除险加固、中小河流治理、商品粮基地、综合农业开发、土地整治、发改、移民等工程项目。被列入年度投资计划中的常规建设规划项目，必须是《水利规划》中上网公布的清单项目，减少水行政主管部门对水利工程建设投资决策的随意性，提高《水利规划》的权威性。

3、改变水利工程建设项目的实施方式

对《水利规划》中的建设规划项目，依据建设规划项目的规模、工程等级化分为中央项目、省级项目和地方项目，进行分级管理。

（1）对工程规模巨大、工程等级较高、建设管理复杂的水利工程建设项目应由省级以上水行政主管部门负责，维持原有的建设管理程序。

（2）对工程规模小、工程等级较低、数量众多的水利工程建设项目应由市县地方水行政主管部门负责，改变和创新工程建设的管理办法。

（3）对于由市县地方水行政主管部负责的小型水利工程建设项目，将现有的勘察设计委托模式和施工招投标模式改变为水利工程建设竟标模式，将勘察、设计、施工、材料设备供应等多个建设环节捆绑在一起，在市场需求牵引下自由组合形成建设工程项目承建单位，引入市场竟争机制，以建设工程项目总投资（含勘察、设计、施工费）的形式，采用最低报价法竟标。取消或减少政府在微观事物上管的过多、过细又难以管好的职能。真正把政府的主要精力转移到工程建设质量监管上来。

在全国范围内建立完善、统一、标准的工程建设市场。在充分的市场竟争环境下，建设工程项目承建单位在不违返法律、法规、规范和《水利规划》中对工程建设项目的建设任务、建设规模、安全标准、使用年限及水土保持、环境保护约束的前提下，建设工程项目承建单位自主设计、自主施工，充分调动建设工程项目承建单位（市场主体）采用新计术、新工艺、新材料的极积性。在激烈的竟争、严格监管环境下，使建设工程项目报价更低、设计更加合理、安全更加可靠。

强化工程建设保证金制度，建立全额或高额工程建设保证金制度，取消市场建设主体的资质、从业人员的执业资格、设备、资金、业绩、诚信、能力的审查，加大违规的惩罚力度，取消或减少人为控制的主观因素，强化制度保障的客观因素。提高工程建设质量的保障能力，

4、加强水利工程建设项目设计质量和施工质量监管

强化政府在工程勘察、设计、施工的监管职能，设立《水利工程建设项目设计审查中心》和《施工质量监督站》明确监管责任，规范审查和监督工作范围和内容。

建设工程项目承建单位根据工程建设需要自主确定勘察项目、勘察内容和工作深度，并对工程勘察成果的真实性、准确性、满足性负完全责任。《水利工程建设项目设计审查中心》根据建设工程项目承建单位提交的工程勘察成果和设计规范对工程设计的安全性、耐久性、满足性进行审查。

审核设计是否满足《水利规划》要求的设计任务、工程规模、防洪标准、设计使用年限、永久占地指标、当地建筑材料（质量、储量、位置、分布范围）。

审查水土保持、环境保护措施是否法律、法规、条例要求。

对审查后的工程设计资料和施工图纸进行盖章确认。

施工质量监督《施工质量监督站》基础隐蔽工程开挖以后，审查工程地质条件是否与施工图相符，如有出入，应作设计变更，并经《水利工程建设项目设计审查中心》审查后方可继续施工，建设工程项目承建单位应对自身的勘察成果与实际不符而造成的设计变更负责。

5、工程验收与结算的必要条件

（1）准备验收与结算的工程项目必须是《水利规划》中上网公布的清单项目，强化《水利规划》在水利工程建设过程中的地位和作用，减少地方政府在水利工程建设管理过程中决策的随意性。

（2）准备验收与结算的工程项目《水利工程建设项目设计审查中心》必须出具《水利工程建设项目设计审查合格证明》材料，强化设计审查责任。《施工质量监督站》

（3）国家应制定出台《水利工程施工质量监督管理条例》强化监督职能，落实监督程序、责任。加强各级《施工质量监督站》的标准化建设，对人员素质、必备仪器设备、交通车辆、规章制度提出明确的要求，对不符合条件的《施工质量监督站》坚决取剔。

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Abstract: China's national economy, the most fundamental of the great water conservancy construction, which is the most favorable cornerstone of the overall national progress. At present, China's water conservancy also exist many adverse conditions, In this paper, the situation of our national water conservancy, and from the new design direction, the fight for a strong impetus to the cause of the rapid development of China's water conservancy projects.

Keywords: hydraulic engineering; design direction

中图分类号：TV献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1.变更原有水利工程体系的原有错误设计方向

我们国家的水利工程是归属于国务院授权水利部统一归管的，国务院其他相关部门按照职责分工协同管理。流域机构在流域内按照水利部的授权行使水资源管理职能。其他各地区省市下属的水利厅局执行各个归属范围的水资源归管的责任。但是因水利工程的样种比较多，所以，水利工程各个管理部门在实际的管理中也会有很多不同的问题。

往往由于运行模式的有些小小的差异，机构设置繁杂全面，任务分的过于详细，职能上有所交集。再加上，因许多问题上得不到原本预期的效果，还造成一些不良影响，使得我国的水利工程有关责任单位的体制不完整、机构臃肿、工程费用不足、管理不认真等“病状”的出现。

长久以来，我们国家建设了很多的水利工程设施，但因业务部门与政理部门分开执行各自的任务，往往会存在对水资源管理权、防洪安全的执法权和管理权、水政渔政的执法权和管理权等工作的错位或缺位，以及在水利工程管理机构、水费计收体制、水利工程管理或养护、收益分配等地方出现很多的不协调问题。

在现实的运行上，通常对事物的产生以及水利工程体系按照最原始的步骤来分配执行，完全依靠上面所下达的任务要求，单位职工吃“大锅饭”， 单位职员工资少、单位里缺少加强员工工作积极性的制度、水土资源的整体效益少，忽视经济效益、社会效益，不能充分调动职工的积极性。水利工程事业部门因自身制度的不完整、机构臃肿、工程费用不足、管理不认真的问题。由于没有经费，久而久之就会造成无任何保证，无论是对于事业部门还是员工都存在很大的忧患。

除此之外，还有以大多数的水利工程因事业公司部门的规则制度不严谨，资产、财务措施不严密，很难达到所规定的归管标准。大多数水利工程公司因没有什么变革设计的意识，并不会借助自己的特殊有点来发展其他的事业来运行。然而水价、电价比较低，水费收取十分困难，不能达到整体工程的顺利进行。考虑到我们国家好多的大中型水利工程存在工程时间较旧、科学技术水平不达标、投入资金受到压缩，规划水平低、工程建筑要求低、工程质量达不到等等问题。所以，我们国家的水利工程事业的设计规划问题是迫在眉睫的。

2.关乎水利工程体系设计方向中的要点问题

2.1水利工程体系签字的设计方向要符合文件的审查、审批中的有关规定

水利工程建设程序一般分为,项目建议书、可行性研究报告、初步设计、施工准备,包括招标设计、建设实施、生产准备、竣工验收、后评估等阶段。其中项目建议书、可行性研究、初步设计、开工报告等阶段称为前期工作阶段。基建项目的实施应先立项，其过程包括项目建议书和可行性研究两阶段。水库枢纽工程、病险水库除险加固工程、大型灌区节水改造工程、农村饮水安全工程、大型泵站技术改造工程、中小河流治理等，应按照现行法规规定的建设程序进行。

对于大中型水利工程项目建议书、可行性研究报告，由水利部审查，报国家发改委审批，初步设计由水利部审查。病险水库除险加固工程的程序为，安全鉴定、安全鉴定核查、可行性研究报告。

对于大中型工程直接编初步设计报告，可行性研究报告由水利部审查，国家发改委审批，初步设计概算由国家发改委核定，水利部审批。直接编制的初步设计报告由省水利厅审查，流域机构复核，省发改委审批。重点小型病险水库初步设计报告由省水利厅和财政厅审查复核。大型灌区节水改造工程应符合国家发改委发改农经[2008]145号批准的总体规划，可编制分期或分年度可行性研究报告，省水利厅审查、省发改委审批、编制的年度实施方案由省水利厅审查，省发改委审批。 

2.2水利工程体系设计中勘测单位资质要符合要求

承担项目勘察设计单位和资质等级应符合《工程勘察资质分级标准》、《工程设计资质标准》和《村镇供水单位资质标准》的要求，有勘察设计劳务合作和分包的，包单位相关人员职责应明确资质应满足要求。 

2.3前期与设计工作深度应达到标准要求

《水利工程质量管理规定》水利部令7号：对于设计文件必须符合下列基本要求，设计文件应当符合国家、水利行业有关工程建设法规、工程勘测设计技术规程、标准和合同的要求。设计依据的基本资料应完整、准确、可靠，设计论证充分，计算成果可靠，设计文件的深度应满足相应设计阶段有关规定要求，设计质量必须满足工程质量、安全需要并符合设计规范的要求。

3.水利工程管理与养护要分开

水利工程事业单位一定要执行科学定岗制度，将水利工程维修养护业务和养护人员从水利工程事业单位中脱离，组建专业化的养护事业。国务院水行政主管部门要尽快制定水利工程维修养护企业的资质准则。各级财政部门商保证经核定的水利工程维修养护资金足额到位。各级政府和水行政主管部门要培育维修养护市场主体，规范维修养护外部环境。

供给水源的费用要严格遵循补偿成本、合理收益、节约用水、公平负担的准则来施行。对于不是农业使用水及农业使用水区分开来，制定不同的收费标准。使用水费用要依据水资源的现实情况、相关成本以及整个销售情况的变动而改变。要逐步推广按立方米计量，改进农业用水计量设施和方法，设计收费方案，减少收费过程。

4.结束语

加速我国的水利行业工程的整体设计，提高我国的水利工程的全面的发展方向，是推动我国水利事业整体性发展，已经成为一件迫在眉睫的重要性事件。本人对水利行业工程提出的设计方向是将企业事业明确进行、有关工作人员分开施展以及将工程养护工作者与管理部门人员明确各自执行。最后预祝我国的水利工程能够有一个历史性的飞跃。

【参考文献】

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中图分类号P61 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）54-0084-03

1 企业基本情况

武汉宏华膨润土矿业有限责任公司上熊矿区位于武汉市江夏区城南东35km，隶属江夏区湖泗镇上熊村。

咸宁~鄂州的省级公路S314从矿区南端通过，西距京广铁路及107国道贺胜桥站10km，舒安~湖泗乡级公路从矿区西侧穿过，交通较为便利。

按照黄石市冶矿工程设计院有限责任公司2001年12月编制的《武汉宏华膨润土矿业有限责任公司江夏区上熊膨润土矿开采方案设计说明书》，江夏区上熊膨润土矿设计开采规模2万吨/年，预留扩大到5万吨/年。根据两境界内的矿岩量，及考虑过渡和均衡生产，其服务年限为22年~54年（根据产量调整），初步以22年为准。

据该矿山采矿许可证，2002年~2005年生产规模5万吨/年，矿区面积0.09km2；2005年~2008年生产规模2万立方米/年，矿区面积0.1551km2。

据此，江夏区上熊膨润土矿矿山环境保护与综合治理方案适用年限按22年考虑，以保证矿山在闭坑前生态环境得到有效保护，最大程度地减少重大地质灾害发生和人员生命财产损失。

2 矿山保护方案

2.1 保护目标

1）对矿区土地资源、植被资源进行保护；

2）对矿区水资源、水环境进行保护；

3）对矿山地质环境进行保护；

4）对矿山安全生产进行保护。

2.2 保护措施

2.2.1 土地、植被资源保护措施

1）调查矿区土地的使用情况及其分布面积，对基本农田立牌保护；2）在排土场占用土地范围的边界上设立界桩，限制随意外扩；3）提高废渣的综合利用率，争取做到变废为宝，同时减小堆渣场地的规模。

2.2.2 水资源、水环境保护措施

1）对集中使用的重要水源地立牌保护；2）对矿区地下水、地表水水质进行取样监测，每年枯、丰水期各一次，发现水质变化，及时查明原因，并积极处理。

2.2.3 矿山地质环境保护措施

1）对矿区内的地质灾害隐患点，设立警示牌，提高人们的防灾、避灾意识；2）对矿山次生地质灾害隐患点，采取有计划、按步骤，分期分批进行治理，尽可能消除地质灾害隐患；3）宣传、贯彻、执行《地质灾害防治条例》、《湖北省地质环境管理条例》，严禁随意乱采滥挖，破坏地质环境的现象出现。

2.2.4 矿山安全生产保护措施

1）严格按照矿山设计进行生产；2）严格按设计要求控制台阶高度以及留设安全生产平台，确保坡体稳定及露天作业人员及设备安全。

2.3 资金来源

按照“谁开发谁保护，谁破坏谁治理，谁受益谁出资”的原则，矿山环境保护的资金主要来源于由采矿权人缴存的矿山地质环境恢复治理备用金。

原则上，矿区内的综合治理费、监测费从采矿权人缴存的矿山地质环境恢复治理备用金中支出。事务性的矿山环境保护工作费、监测费由企业自己支出，矿山安全生产保护所发生的费用计入矿山生产成本。

3 治理工程方案

3.1 治理工程布局

3.1.1 植被护坡工程

植被护坡工程布置在露天采场设计开采区域内。

3.1.2 排土场拦挡工程

挡土墙布置在排土场南西侧，采用重力式挡土墙。设计墙身高4m，其中基础埋深0.5m，挡土墙露出地面高3.5m；底板长4m，高1m。挡土墙全长209m。

3.1.3 设计依据

1）DZ/T0219-2006 滑坡防治工程设计与施工技术规范；

2）GB50330-2002 建筑边坡工程技术规范；

3）SL379-2007 水工挡土墙设计规范；

4）GB50010-2002 混凝土结构设计规范；

5）GB/T16453.4-1996 水土保持综合治理技术规范-小型蓄排引水工程；

6）GB/50288-1999 灌溉与排水工程设计规范。

3.1.4 单项工程设计标准

1）植被护坡工程

植被护坡工程选用：喷播植草、铺种草皮等手段。

施工完成后，必须定期进行养护，养护内容包括浇水、施肥、补种、病虫害防治等。在养护期内，应一直保持坡面湿润至草种全苗、齐苗。对于干旱高温季节，应适当增加浇水次数，雨季可视情况定。六周以后，视生长情况浇水施肥。后期浇水应遵循“见干见湿”的原则。高温季节及雨季，可覆盖遮阳网，待草长高度达4cm~5cm左右时，应揭开遮阳网，以免阻止植株生长。

2）排土场拦挡工程

重力式挡土墙设计墙身高4m，其中基础埋深0.5m，挡土墙露出地面高3.5m；底板长4m，高1m。墙身材料选用浆砌块石，块石直径以30cm为宜，但不得大于150cm，砂浆强度为M7.5级；底板材料选用碎石混凝土，碎石直径40mm，混凝土强度为C20级。

重力式挡土墙纵向伸缩缝间距采用20m，缝宽30mm，缝中填塞沥青麻筋或其它有弹性的防水材料，填塞深度不小于150mm。在挡土墙拐角处，应适当加强构造设施。

重力式挡土墙泄水孔直径100mm~150mm，外倾坡度大于5，间距2m~3m，按梅花形布置。最下一排泄水孔高于地面大于200mm。在泄水孔进水侧设置反滤包，反滤包尺寸500mm×500mm×500mm。

重力式挡土墙后面的填土，应优先选择透水性较强的填料。当采用粘性土做填料时，宜掺入适量的碎石。不应采用耕植土、膨胀性粘土作为填料。在墙身混凝土强度达到设计强度的70%后方可进行填土，填土应分层夯实。

3.2 投资概算

3.2.1 概算编制依据

本概算依据国家、省（市）颁布的有关法令、法规、制度和规程，在对各单项工程工程量进行统计的基础上，结合现场的实际条件，按相应的定额、取费标准和人工、机械、材料价格进行编制。主要采取以下规范：

1）水利部水总[2002]116号文颁发的《水利工程设计概（估）算编制规定》；

2）水利部水总[2002]116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》；

3）水利部水总[2002]116号文颁发的《水利建筑工程预算定额》；

4）水利部水总[2002]116号文颁发的《水利工程施工机械台时费定额》；

5）鄂建[2006]122号文印发的《湖北省建筑工程概算定额统一基价表》；

6）国家计委、建设部计价司[2002]10号文关于颁布《工程勘察设计收费管理规定》的通知及附件。

3.2.2 取费依据、标准与计算方法

1）工程单价取费标准

（1）其他直接费：取直接费的2%（包括冬雨季施工增加费、夜间施工增加费、其他费用）；

（2）现场经费：土方工程取直接费的4%，石方取6%，模板工程取6%，混凝土工程取6%，钻孔锚固工程取7%；

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中图分类号：TE973文献标识码： A

1前言

油气管道工程是我国实施能源战略的重点项目之一，是我国能源进口的重要通道工程。在油气输送线路工程的山区穿越过程中陆上隧道工程在所难免。

2 油气管道隧道勘察须解决的核心问题

油气管道陆上隧道勘察以确定隧道的成洞条件为根本，以保障施工安全为指导思想。以此为出发点，此类隧道勘察所必须解决的核心问题归结为隧道的围岩级别划分、涌水量预测和洞口稳定性三大核心问题。

3 隧道围岩级别划分

隧道围岩基本分级根据岩石坚硬程度和岩体完整程度及围岩基本质量指标BQ为量化标准，从高到底分为Ⅰ～Ⅵ级。在隧道围岩基本分级的基础之上，考虑地下水状态影响和初始应力状态影响对隧道围岩基本分级进行修正。因此岩石坚硬程度、岩体完整性、地下水状态、初始地应力状态，是影响隧道围岩划分的四大因素。

3.1 岩石坚硬程度

岩石坚硬程度的划分以岩性为定性标准，以岩石饱和单轴抗压强度Rc为定量指标。

(1)对于岩石岩性确定需要对区域地质资料进行了解并进行充分的地质调绘工作，结合波速测井资料分析确定。

(2)对于岩石饱和单轴抗压强度Rc的确定采用钻孔岩芯采取岩石样进行岩石室内试验确定。对于岩石采样要特别注意要采取隧道底板以上3倍洞径范围内的岩石样，岩石样采取必须具有代表性，对存在裂隙的岩芯也要作为代表性样品采集。在实际操作中经常出现采取完整岩芯作为试验样品的情况，导致岩石饱和单轴抗压强度整体偏大。根据隧道围岩基本质量指标计算公式，Rc值偏大对围岩判定影响很大，致使围岩基本质量指标BQ偏大，这是相当危险的。

BQ=90+3Rc+250Kv

当Rc＞90 Kv+30时，应以Rc=90 Kv+30和Kv带入计算BQ值；

当Kv＞0.04Rc +0.4时，应以Kv=0.04Rc +0.4和Rc带入计算BQ值。

3.2 岩体完整程度

(1)岩体完整程度的定量指标用岩体完整性系数Kv表达。Kv一般用弹性波速探测值，若无探测值时，可用岩体体积节理数Jv按表1确定对应的Kv值。

表1Jv与Kv对照表

Jv(条/m³) ＜3 3～10 10～20 20～35 ＞35

Kv ＞0.75 0.75～0.55 0.55～0.35 0.35～0.15 ＜0.15

(2) Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系可按表2确定。

表2Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系

Kv ＞0.75 0.75～0.55 0.55～0.35 0.35～0.15 ＜0.15

完整程度 完整 较完整 较破碎 破碎 极破碎

(3) 通过地质调绘确定岩体体积节理数Jv(条/m³)，应针对不同的工程地质岩组或岩性段，选择有代表性的露头或开挖壁面进行节理（结构面）统计。除成组节理外，对延伸长度大于1m的分散节理亦应予以统计。已为硅质、铁质、钙质充填再胶结的节理不予统计。

每一测点的统计面积不应小于2m×5m。岩体Jv值应根据节理统计结果按如下公式计算：

Jv=S1+ S2+……+ Sn+ Sk

式中：Sn―第n组节理每米长测线上的条数；

Sk―每立方米岩体非成组节理条数(条/m³)。

(4) 岩体完整性指标(Kv)，应针对不同的工程地质岩组或岩性段，选择代表性的点、段，测试岩体弹性纵波速度，并应在同一岩体取样测定岩石纵波速度。按下式计算：

Kv=(vpm/vpr)2

式中：vpm―岩体弹性纵波速度(km/s)；

vpr―岩石弹性纵波速度(km/s)。

3. 3 地下水状态

隧道围岩地下水状态的判定，根据隧道各段涌水量预测确定隧道开挖时的出水状态。

(1)根据区域地质资料进行了解并进行水文地质调查工作，确定隧道围岩的透水特征与富水性，划分含水层与相对隔水层。隧道区断层破碎带内赋存构造裂隙水，富水性好，对隧道有影响，开挖时可能会出现淋水或涌水。

(2)根据水文地质试验，如抽水试验、提水试验、压水试验等钻孔水文地质试验，确定各段隧道围岩的透水性。

(3)结合工程地质调绘，利用物探手段确定岩溶发育情况，对岩溶发育段的涌水进行考虑。

3.4 初地始应力状态

隧道围岩的初地始应力状态，是预测隧道开挖时隧道围岩岩体是否产生岩爆及塑性变形的依据。

(1)隧道围岩的初始地应力状态应根据地应力测试进行确定。

(2)围岩初始地应力状态当无实测资料时，可根据隧道工程埋深、地貌、地形、地质、构造运动史、主要构造线与岩芯饼化等特殊地质现象，按《工程岩体分级标准》（GB50218-94）附录B和《油气田及管道岩土工程勘察规范》（SY/ 0053-2004）附录F对岩体初始应力评估基准Rc/σmax的值大小进行评估，Rc/σmax＜4，为极高应力分布区，4＜Rc/σmax＜7，为高应力分布区，Rc/σmax＞7，为低应力分布区。

σmax=（0.8～1.2）×H×γ

σmax―垂直洞轴线方向的最大初始应力；

Rc―岩石饱和单轴抗压强度；

H―工程埋深(m)；

γ―岩体重力密度(KN/m3)；

3.4 隧道围岩级别的修正

隧道围岩级别应在围岩基本分级的基础上，结合隧道工程的特点，考虑地下水状态、初始地应力状态等必要的因素进行修正。

(1)地下水状态按照干燥或湿润、偶有渗水、经常渗水三种状态划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个级别。根据不同的级别结合围岩基本分级进行修正。

(2)按照初始地应力状态的判定，对于高应力和极高应力两种状态对隧道围岩级别进行修正。

(3)隧道洞身埋深较浅，应根据围岩受地表的影响情况进行围岩级别修正；当围岩为风化层时，应按风化层的围岩基本分级考虑；围岩仅受地表影响时，应较相应围岩级别降低1～2级。

4 隧道涌水量预测

隧道涌水量预测是隧道勘察的难点，由于隧道所处自然环境复杂多变，工程地质条件与水文地质条件具有高度不确定性，给隧道涌水量的准备预测和计算带来极大的困难。

4.1 隧道涌水量预测方法的选择

隧道的涌水量预测一般采用两种以上预测方法，结合工程实际进行隧道涌水量预测，综合比较得出较为贴合实际的涌水量。

(1)隧道正常涌水量进行预测，根据不同的工程地质条件和水文地质条件，可采用比拟法、大气降水入渗法、迳流模数法、水平坑道法（地下水动力学公式）、铁路勘测规范经验公式、裘布依理论式、大岛洋志公式等七种常用方法供选择进行计算。

(2)对于隧道最大涌水量预测，可在隧道正常涌水量的基础上，根据不同的地区经验、水文、气象、地质条件，对正常涌水量预测公式中相应影响系数的进行调整或公式变形后计算得出；也可采用古德曼经验式、佐藤邦明非稳定流式等专门的隧道最大涌水量预测公式方法计算。

(3)以上方法都是基于参数确定的确定性数学模型类方法，对于水文地质条件复杂地区，特别是岩溶水地区采用以上方法就不能满足对隧道涌水量预测的判定。对于此类影响因素随机性较强的隧道涌水量预测，目前普遍采取对隧址区进行专门水文地质调查，结合区域水文地质情况对影响涌水量的因素进行附加。如调查地表补给与排泄、增加地下水特别是地下暗河补给与排泄量、区域性较长时间地下水动态观测等方法，也可根据地表排泄点统计进行反演推算等方法预测。

4.2 隧道涌水量勘察要点

根据隧道所在地区的地质条件和水文地质条件，按照所选择的涌水量预测方法进行针对性的勘察工作。

(1)收集区域水文地质、气象、地下水观测等资料。

(2)进行水文地质调查，包括井泉、地表水、地下水补给及排泄等。

(3)进行钻孔水文地质试验，确定含水层厚度、渗透系数等水文地质参数。

(4)进行物探测试工作，特别是在岩溶区，查明隐伏溶洞、岩溶裂隙及地下暗河等的发育情况。

5 洞口稳定性

隧道的洞口工程作为隧道常规开挖的先步工程，洞口部位的成洞和其稳定性是纵贯整个隧道施工的关键点之一，因此隧道洞口的勘察尤为重要。隧道洞口部位因其所在山体的位置处于坡体或崖坎壁，根据洞口所处坡体岩土体特征和地质条件的不同，多分为土质坡体、岩质坡体。

5.1 土质边坡洞口

隧道洞口为土质边坡或岩土质边坡的，多会出现不稳定边坡，应根据工程地质调绘结合钻探对边坡进行稳定性分析，对于土体边坡可采用圆弧法进行计算自然坡体和开挖后的稳定性，对于岩土质边坡可采用折现法进行稳定性计算。

5.2 岩质边坡洞口

隧道洞口为岩质边坡时，应根据节理、岩层及结构面发育情况，运用赤平投影法等进行稳定性分析计算。岩质边坡因其岩体的风化程度，往往出现危岩、卸荷带等不良地质现象，应针对岩质边坡的特性进行专项工程地质调绘和稳定性分析。

5.3 偏压现象

因隧道进出口埋深较浅，较洞身存在偏压现象的可能性大，故应选取隧道进出口典型剖面加以分析。根据《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）表4.1.5-1判定是否属偏压，对于具有偏压现象的应按偏压隧道设计。

6 结束语

油气管道隧道因其具有坡率和平面曲率较铁路、公路等隧道控制性弱的特点，针对隧道勘察中确出现大型不良地质现象的情况，要加强与设计沟通，实现动态化设计，合理采取避绕措施，以有利于降低工程造价和施工难度。

参考文献：

[1] 中国石油天然气集团公司.GB 50568-2010油气田及管道岩土工程勘察规范[S].2010.

[2] 铁道第二勘察设计院.TB 10003-2005铁路设计规范[S].2005.

[3] 重庆交通科研设计院.JTG D70-2004公路隧道设计规范[S].2004.

篇5

1工程概况

大寨河一级水电站位于云南省临沧市大寨镇，坝段左岸岸坡地形上缓上陡，坡度平均约为34°，上覆第四系崩坡积粉土夹大量孤碎石、块石，厚5m～8m；下伏地层为印支期全、强风化黑云母二长花岗岩，中粒结构，岩石成分较为复杂，动力作用明显，溶蚀、包裹及各种变余结构、构造和残留体发育。风化深度较深，全风化土层发育深度在20m以上。

电站左坝肩和沉砂池边坡高约35米，由于边坡土具高压缩性且有地下水出露，边坡稳定性较差。边坡在开挖时由于堆积土体应力释放，临空面产生多级裂缝并产生了滑动。初步分析其失稳成因机制:（1）、原边坡设计的开挖坡比为下1：0.5上1：0.75，偏陡，远小于边坡土体自稳休止角，不能满足工程实际；（2）边坡在未开挖扰动时处于极限平衡状态，开挖时临空面加大，受压土体收缩，甚至在水与土压作用下产生流变，边坡沿该层土体剪出，前缘局部塌滑，并形成上部发生裂缝，土体产生牵引式变形、蠕滑和倾覆。

边坡的稳定性及其施工加固处理方案对工程而言至关重要，本文运用专业软件就施工期、运行期及地震作用等多种复杂工况对沉砂池边坡二维典型剖面的稳定性进行分析，评价边坡静力工况下的稳定安全度及建议支护方案的效果。

2计算基本原理

计算分析方法采用刚体极限平衡法对电站沉砂池边坡进行数值仿真分析，评价边坡的稳定性及加固方案的合理性。刚体极限平衡分析法是岩土工程中分析边坡稳定所用到的最广泛的一种方法，其基本思路是：假定岩土体的破坏是由于滑体内滑面上发生滑动而造成的，滑动体被看成是刚体，不考虑其变形，滑面上岩土体处于极限平衡状态，并满足摩尔―库伦准则。滑面的形状可以为平面、圆弧面、对数螺旋面或其它不规则面，然后通过由滑裂面形成的隔离体的经历平衡方程，确定沿滑裂面滑动的可能性大小，即该滑裂面上安全系数Fs的大小。假定不同的滑裂面就可以得到不同的安全系数值，其中安全系数Fs值最小的滑面就是最危险滑动面，其对应的安全系数值即为该边坡稳定的安全系数值。毕肖普法为边坡稳定分析常用的方法之一。

根据摩尔－库伦条件应有

（2-1）

由每一土条竖向力的平衡得

（2-2）

联合两式：得出

（2-3）

按滑动体对圆心的力矩平衡

可有

（2-4）

上式右端的Ni需要按式（2-3）进行计算。由于公式两端均含有Kc，故需要迭代求解。

3计算参数及计算工况确定

3.1计算参数及控制标准

在静动力计算中，边坡岩（土）体均采用弹塑性模型，岩土体物理力学参数为在地质专业提出的基础上进行反演所得，见表1。

表1岩土体物理力学计算参数

岩(土)体 变形模量 泊松比 渗透系数

(cm/s) 容重(g/cm3) 粘聚力(KPa) 内摩擦角(°)

天然 饱和 天然 饱和 天然 饱和

崩坡积层 20MPa 0.375 2×10-3 1.75 1.85 15 11 25 24

冲洪积层 40MPa 0.345 3×10-2 2 2 0 0 25 25

全风化花岗岩 20MPa 0.36 1.6×10-3 1.75 1.90 20 13 26.5 25

强风化花岗岩 0.5-2GPa 0.28 7×10-4 2.50 2.60 250 150 35.0 33.5

弱风化花岗岩 2-5GPa 0.24 8×10-5 2.60 2.65 550 350 42.0 40.0

碾压回填碎石土

（93%以上压实度） 2.1 2.2 65 50 30 28

大寨河一级水电站工程等别为Ⅳ等小⑴型工程，根据《水利水电工程边坡设计规范》（DL/T 5353-2006）规定边坡稳定分析应区分不同的荷载效应组合或运用状况，其设计安全系数应不低于规范规定的数值。根据规范，本工程边坡属于A类枢纽工程区边坡，其级别为Ⅲ级，因此，持久工况下设计安全系数应不低于1.15～1.05，计算时采用1.08，短暂工况下安全系数不低于1.10～1.05，计算时采用1.05，偶然工况下安全系数应不低于1.00。

3.2计算荷载及计算工况

边坡设计需考虑的荷载包括自重、岸边外水压力、地下水压力、加固力、地震作用等。

（1）岩（土）体的自重作用：①在地下水位以上时，岩土体的自重采用天然重度；在地下水位以下时，则应根据计算方法正确选择。②坡体上的建筑物，包括加固治理结构物，应作为坡体自重计。根据典型剖面的地质剖面图，在这种地形和构造条件下，构造应力是很难集中的，而且根据初始地应力场反演的回归分析可以知道该区域内构造应力的量值较低。鉴于此，模型计算时只考虑了自重应力。（2）地下水作用：边坡各部位孔隙水、裂隙水或层间承压水的压力应根据水文地质资料和地下水位长期观测资料确定。采用地下水最高水位作为持久状态水位。（3）加固力：加固力指采用加固结构将不稳定岩体（或潜在不稳定岩体，下同）固定到滑动面以下稳定岩体的力。（4）地震作用：电站挡水建筑物为四级，50年超越概率10%的场地地表峰值加速度为0.15g，相应地震基本烈度为Ⅶ度。

4计算模型建立

结合边坡地质条件，选取典型剖面进行边坡稳定研究。根据边坡地质特征及岩土体分层情况，选取冲坡积层、崩坡积层、下伏基岩的全、强、弱风化程度作为分区边界建立软件二维刚体极限平衡法计算模型，Slide提供模型的基本框架并将模型的左右边界和底边界设置为约束边界。针对选取典型剖面采用软件Slide进行边坡稳定性分析。

5基于当前开挖状态下边坡稳定性分析

基于表1的岩（土）体物理力学参数，运用专业岩土分析软件Rocscience Slide校核当前开挖状态下边坡典型剖面的稳定性。图1给出了Bishop法的计算结果。

从图1在当前开挖状态下典型剖面稳定性分析示意图可以看出，边坡稳定的安全系数为0.985，根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范DZT0219-2006》规定，安全系数介于0.95～1.00之间，边坡处于整体变形～滑动的区间内，此时的边坡出现裂缝到滑动的临界状态下，并且滑弧的位置与实际边坡滑动的位置相似，因此，反演的结果和实际较为相符。

图1当前开挖状态下典型边坡剖面稳定计算图

6重新开挖后边坡在无支护工况下稳定性分析

在提出建议支护方案之前，需要对重新开挖后边坡（未施加支护措施）的稳定性有一个大概了解，求解典型剖面开挖后（无支护）的安全系数，以便于支护方案的设计。

根据现场实际条件，边坡在1391m～1401m间拟按1:1开挖，1401m～1411m之间的开挖坡比为1:1.25，1411m高程以上边坡的开挖坡比也为1:1.25，开挖无支护计算成果见图2。

开挖后未采取支护措施的边坡安全系数为0.923，小于施工期安全系数允许值1.05。边坡的剪出面较低，和沉砂池底板开挖高程基本一致，滑弧基本穿过坡积层和全风化层。在施工过程中极易发生滑坡现象，开挖过程中必须采取合理的支护措施。

7建议支护方案下边坡稳定性分析

基于提出的岩土体物理力学参数，针对典型剖面进行建议支护方案下的边坡稳定性分析。重点研究施工期以及运行期下的边坡稳定性，验算是否符合边坡稳定要求，同时对典型剖面提出最优建议支护方案。

建议支护方案：边坡挂网喷护C20砼厚15cm；在1411m～1421m边坡上布设两排100吨级预应力锚索（锚索间距4米，排距4米），在1401m～1411m间布设5排长锚杆，长度为9m，桩距2.0m，排距2.0m，采用φ25钢筋。在实际边坡治理中，锚筋桩端头设置锚拉板，预应力锚索端头设置网格梁，这些措施均作为安全裕度考虑，计算模型中不予以考虑。计算结果见图3，推测最危险滑动面位置在河边剪出。

从图3建议支护方案下典型剖面稳定性分析示意图可以看出，边坡稳定的安全系数为1.058，符合短暂工况下安全系数不低于1.10～1.05的要求，能满足施工期的稳定。

图2施工期无支护边坡稳定计算图

图3建议支护方案工况下边坡稳定计算图

8正常运行期边坡稳定性分析

8.1正常运行期稳定性分析

边坡按建议支护方案完成边坡治理后下挖至沉砂池建基面且待沉砂池建筑物浇筑完成后，在沉砂池的混凝土边墙与坡脚间回填石渣（93%压实度）至上坝公路。计算结果见图4，从图4稳定性分析示意图看出，边坡稳定的安全系数为1.211，符合持久工况下设计安全系数应不低于1.15～1.05的要求。

图4 运行期边坡稳定计算图

8.2地震工况下稳定性分析

电站挡水建筑物为四级，50年超越概率10%的场地地表峰值加速度为0.15g，相应地震基本烈度为Ⅶ度。运行期如遇地震，其计算结果见图5，从图5稳定性分析示意图看出，边坡稳定的安全系数为1.123，符合地震工况下的安全的要求。

图5 地震工况下边坡稳定计算图

9结论

在建议采取建议用锚索、锚筋桩、网格梁支护方案下，电站沉砂池边坡典型剖面在不同工况下基于Bishop法得到的安全系数均大于规范规定的允许值，能满足边坡稳定要求，故建议支护方案是合理可行的。

参考文献

[1]《大寨河一级电站工程地质勘察报告》 庞崇林等 中水十四局勘察设计院 2007年11月

[2]《大寨河一级电站沉砂池边坡处理报告》 庞崇林、项国松等中水十四局勘察设计院2010年12月

[3]《水电水利工程边坡工程地质勘察技术规程》DZ/T5337-2006

[4]《水电水利工程边坡设计规范》DZ/T5353-2006

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